JP2010532428A - Dff調整によって亜鉛めっきまたは合金化亜鉛めっき鋼板を製造する方法 - Google Patents
Dff調整によって亜鉛めっきまたは合金化亜鉛めっき鋼板を製造する方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
組成が、重量で、
0.01≦C≦0.22%
0.50≦Mn≦2.0%
0.2≦Si≦2.0%
0.005≦Al≦2.0%
Mo<1.0%
Cr≦1.0%
P<0.02%
Ti≦0.20%
V≦0.40%
Ni≦1.0%
Nb≦0.20%を含み、
組成の残部は鉄および精錬に起因する不可避的不純物である鋼板を準備するステップと、
雰囲気が空気および燃料を0.80から0.95の空気燃料混合比で含む直火加熱炉内で上記鋼板を酸化し、その結果、0.05から0.2μmの厚みを有する酸化鉄の層が鋼板の表面上に形成され、Si酸化物、Mn酸化物、Al酸化物、SiおよびMnを含む複合酸化物、SiおよびAlの複合酸化物、MnおよびAlの複合酸化物、およびSi、MnおよびAlを含む複合酸化物からなる群から選択される少なくとも1種の酸化物の内部酸化物が形成されるステップと、
酸化鉄の層を完全に還元するために、上記酸化された鋼板を0.001から0.010μm/sの還元速度で還元するステップと、
上記還元された鋼板に溶融亜鉛めっきをして、亜鉛系被覆鋼板を形成するステップと、
上記亜鉛系被覆鋼板に任意に合金化処理を施して、合金化亜鉛めっき鋼板を形成するステップとを含む、方法である。
0.01から0.22重量%の含有量の炭素。この元素は、良好な機械的特性を得るために不可欠であるが、それは、溶接性を低下しないように余りに多量で存在してはいけない。焼入性を促進するとともに十分な降伏強度Reを得、さらに安定化残留オーステナイトを形成するために、炭素含有量は0.01重量%未満であってはいけない。ベイナイト変態は、高温で形成されるオーステナイト微構造から起こり、フェライト/ベイナイト薄層が形成される。オーステナイトと比較してフェライト中の炭素の非常に低い溶解度のために、オーステナイトの炭素は薄層間で拒絶される。ケイ素およびマンガンのために、炭化物の析出はほとんどない。したがって、層間オーステナイトは、いかなる炭化物が析出されることなく炭素で発展的に強化される。この強化は、オーステナイトが安定された状態であり、すなわち、室温にクールダウンする際に、このオーステナイトのマルテンサイト変態は起こらない、
0.50から2.0重量%の含有量のマンガン。マンガンは、焼入性を促進して高い降伏強度Reを達成することを可能する。マンガンは、オーステナイトの形成を促進し、マルテンサイト変態開始温度Msを低下するとともにオーステナイトを安定させることに寄与する。しかしながら、鋼板の熱処理の間に示される可能性がある偏析を防ぐために、あまりにも高いマンガン含有量を有する鋼を回避することが必要である。さらに、マンガンを過剰に添加すると、脆性を引き起こす厚い内部酸化マンガン層が形成され、亜鉛系コーティングの付着性は十分ではない、
0.2から2.0重量%の含有量のケイ素。好ましくは、ケイ素の含有量は0.5重量%より高い。ケイ素は鋼の降伏強度Reを改善する。この元素は、室温でフェライトおよび残留オーステナイトを安定させる。ケイ素は、オーステナイトからの冷却の際にセメンタイトの析出を抑制して、炭化物の成長を相当に遅延させる。これは、セメンタイト中のケイ素の溶解度が非常に低いということ、およびケイ素がオーステナイト中の炭素の活性を高めるということに起因する。したがって、形成するいかなるセメンタイト核もケイ素に富んだオーステナイト領域に囲まれ、析出物−マトリックス界面に拒絶される。このケイ素に富んだオーステナイトは、また、炭素がよりリッチであり、セメンタイトの成長は、セメンタイトと、近隣するオーステナイト領域との間の低下された炭素傾斜に起因する低下された拡散のためにスローダウンされる。したがって、このケイ素の添加は、TRIP効果を得るのに十分な残留オーステナイトの量を安定させることに寄与する。鋼板の湿潤性を改善するアニールステップの間に、内部酸化ケイ素、およびケイ素およびマンガンを含む複合酸化物は、鋼板の表面下に形成、分散される。しかしながら、ケイ素を過剰に添加すると、厚い内部酸化ケイ素層、および場合により、脆性を引き起こすケイ素および/またはマンガンおよび/またはアルミニウムを含む複合酸化物が形成され、亜鉛系コーティングの付着性は十分ではない、
0.005から2.0重量%の含有量のアルミニウム。アルミニウムは、ケイ素のように、フェライトを安定させるとともに、鋼板がクールダウンするにつれてフェライトの形成を高める。それは、セメンタイト中にあまり溶けやすくなく、ベイナイト変態温度で鋼を保持する場合にセメンタイトの析出を回避するとともに、残留オーステナイトを安定させるために、この点で使用されることができる。しかしながら、鋼を脱酸するために最小量のアルミニウムが必要である、
1.0未満の含有量のモリブデン。モリブデンは、マルテンサイトの形成を助け、耐腐食性を高める。しかしながら、過剰のモリブデンは、溶接部での冷間割れの現象を促進し、鋼のじん性を低下する可能性がある。
1.0重量%を超えない含有量のクロム。クロム含有量は、鋼に亜鉛めっきをする場合に外観の問題を回避するために限定されなければならない、
0.02重量%未満、好ましくは0.015重量%未満の含有量のリン。リンは、ケイ素と相まって、炭化物の析出を抑制することによって残留オーステナイトの安定性を高める、
0.20重量%を超えない含有量のチタン。チタンは、Reの降伏強度を改善するが、その含有量は、じん性を低下しないようにするために、0.20重量%に限定されなければならない、
0.40重量%を超えない含有量のバナジウム。バナジウムは、微細化強化によってReの降伏強度を改善し、鋼の溶接性を改善する。しかしながら、0.40重量%より多いと、鋼のじん性は低下され、溶接部にクラックが現われる危険性がある、
1.0重量%を超えない含有量のニッケル。ニッケルはReの降伏強度を高める。その含有量は、一般に、そのコストが高いために1.0重量%に限定される、
0.20重量%を超えない含有量のニオブ。ニオブは炭窒化物の析出を促進し、それによって、Reの降伏強度を高める。しかしながら、0.20重量%より多いと、溶接性および熱間成形性が低下される。
周囲温度(20℃)から700℃で、直火加熱炉に鋼板Aが連続的に導入され、ここで、鋼板Aは、空気および燃料を0.94の空気燃料混合比で含む雰囲気と接触され、その結果、0.073μmの厚みを有する酸化鉄の層が形成される。その後、鋼板Aは放射管炉内で連続的にアニールされ、ここで、700℃から850℃に加熱され、次いで、850℃で40s間浸漬され、最後に、460℃に冷却される。
周囲温度(20℃)から700℃で、直火加熱炉に鋼板Bが連続的に導入され、ここで、鋼板Bは、空気および燃料を0.94の空気燃料混合比で含む雰囲気と接触され、その結果、0.073μmの厚みを有する酸化鉄の層が形成される。その後、鋼板Bは放射管炉内で連続的にアニールされ、ここで、700℃から850℃に加熱され、次いで、850℃で40s間浸漬され、最後に、460℃に冷却される。放射管炉内の雰囲気は5体積%の水素を含み、残部は窒素および不可避的不純物である。放射管炉の長さは60mであり、鋼板速度は90m/minであり、ガス流量は400Nm3/hである。これらの条件で、酸化鉄層の還元速度は0.0014μm/sである。その結果、酸化鉄層は放射管炉の最初の10mで完全に還元され、Al、MnおよびSiの外部選択的酸化物の層は放射管炉の最後の50mで鋼板上に形成される。
周囲温度(20℃)から700℃で、直火加熱炉に鋼板Cが連続的に導入され、ここで、鋼板Cは、空気および燃料を0.94の空気燃料混合比で含む雰囲気と接触され、その結果、0.073μmの厚みを有する酸化鉄の層が形成される。
Claims (17)
- フェライト、残留オーステナイト、および任意にマルテンサイトおよび/またはベイナイトを含むTRIP微構造を有する溶融亜鉛めっきまたは合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法であって、
組成が、重量で、
0.01≦C≦0.22%
0.50≦Mn≦2.0%
0.2≦Si≦2.0%
0.005≦Al≦2.0%
Mo<1.0%
Cr≦1.0%
P<0.02%
Ti≦0.20%
V≦0.40%
Ni≦1.0%
Nb≦0.20%を含み、
組成の残部が鉄および精錬に起因する不可避的不純物である鋼板を準備するステップと、
雰囲気が空気および燃料を0.80から0.95の空気燃料混合比で含む直火加熱炉内で前記鋼板を酸化し、その結果、0.05から0.2μmの厚みを有する酸化鉄の層が鋼板の表面上に形成され、Si酸化物、Mn酸化物、Al酸化物、SiおよびMnを含む複合酸化物、SiおよびAlを含む複合酸化物、MnおよびAlを含む複合酸化物、およびSi、MnおよびAlを含む複合酸化物からなる群から選択される少なくとも1種の酸化物の内部酸化物が形成されるステップと、
内部酸化物を鋼板の深さ方向に成長させ続けるとともに、酸化鉄の層の完全な還元を達成するために、前記酸化された鋼板を0.001から0.010μm/sの還元速度で還元するステップと、
前記還元された鋼板に溶融亜鉛めっきをして、亜鉛被覆鋼板を形成するステップと、
前記溶融被覆鋼板に任意に合金化処理を施して、合金化亜鉛めっき鋼板を形成するステップとを含む、方法。 - 前記鋼板が、重量%で、P<0.015%を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記鋼板が、重量%で、Mo≦0.01%を含む、請求項1または2に記載の方法。
- 周囲温度から加熱温度T1に鋼板を加熱することにより鋼板の酸化が行なわれる、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記温度T1が680から800℃である、請求項4に記載の方法。
- 前記酸化された鋼板の還元が、雰囲気が2から15体積%未満の水素を含み、組成の残部が窒素および不可避的不純物である炉内で行なわれる熱処理にある、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 雰囲気が2から5体積%未満の水素を含む、請求項6に記載の方法。
- 前記熱処理が、加熱温度T1から浸漬温度T2の加熱段階と、浸漬時間t2の間の前記浸漬温度T2の浸漬段階と、前記浸漬温度T2から冷却温度T3の冷却段階とを含む、請求項6または7に記載の方法。
- 前記浸漬温度T2が770から850℃である、請求項8に記載の方法。
- 前記浸漬時間t2が20から180sである、請求項8または9に記載の方法。
- 前記冷却温度T3が460から510℃である、請求項8から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記還元が放射管炉または抵抗炉内で行なわれる、請求項8から11のいずれか一項に記載の方法。
- 溶融亜鉛めっき鋼板が必要な場合、0.14から0.3重量%のアルミニウムを含み、残部が亜鉛および不可避的不純物である溶融浴内で、前記還元された鋼板を溶融めっきすることによって溶融亜鉛めっきが行なわれる、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 合金化溶融亜鉛めっき鋼板が必要な場合、0.08から0.135重量%のアルミニウムを含み、残部が亜鉛および不可避的不純物である溶融浴内で、前記還元された鋼板を溶融めっきすることによって溶融亜鉛めっきが行なわれる、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記鋼板のモリブデンの含有量が0.01重量%未満である、請求項14に記載の方法。
- 10から30sの浸漬時間t4の間、460から510℃の温度T4で前記亜鉛系被覆鋼板を加熱することによって、前記合金化処理が行なわれる、請求項14または15に記載の方法。
- 前記溶融浴の温度が450から500℃である、請求項13から16のいずれか一項に記載の方法。
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